校园无线网络的应用与设计实现.doc-资料库

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毕业设计论文·无线网络在校园网中的应用目录一无线网络技术介绍 ..................................... 3 1 无线网络技术基本概念 ................................ 3 2 无线网络的协议标准 .................................. 4 二无线网络的应用 ....................................... 7 1 无线网络的特点与优势 ................................ 7 2 无线局域网拓扑结构 ...................................9 3 无线网络通信安全 ....................................11 4 无线网络的应用场合 ..................................13 三无线网络设备 ......................................... 14 1 无线网卡 ........................................... 14 2 无线 AP ............................................ 15 3 无线路由 ........................................... 17 4 无线网桥 ........................................... 18 5 无线天线 ........................................... 19 四校园网中的无线网络 ................................... 21 1 无线校园网概述 ..................................... 21 2 校园网应用需求分析 ..................................22 3 无线校园网方案产品选择 ..............................24 4 无线校园网关键技术 ................................. 24 5 无线校园网可行性分析 ................................27 6 网络设计原则 ....................................... 27 7 无线校园网网络拓扑图 ................................28 8 无线校园网实施方案 ..................................29 9 无线校园网安全方案 ..................................33 总结 ................................................... 结束语 .................................................... 参考文献 .................................................. 无线网络在校园网中的应用摘要校园网已经成为校园生活的重要组成部分，是教职员工和学生获取资 1

毕业设计论文·无线网络在校园网中的应用源和信息的主要途径。它将校园里的院系、学生与从事社交、学术、业务活动的行政人员紧密地联系在一起，在教育系统中具有重要的作用。目前，越来越多的学生拥有笔记本电脑，在教室、实验室、图书馆、大型会议室、体育馆、室外广场等场合如何突破网络节点限制、实现多人同时上网的问题在应用中不可避免。无线网络解决方案能有效缓解校园网建设中存在的传统有线网络无法解决的难题，无线网络技术具有无缝三维覆盖、可移动通讯等优点，弥补了有线网络的不足。如果校园网中采用无线接人，这一切都会发生很大的变化。由于无线局域网技术和无线产品的成熟，无线网络已经被越来越多的用户接受，在教育培训领域，越来越多的计算机网络系统设计师将无线网络吸纳成为一个必不可少的环节，无论是校园内部信息点的分布设计、校园内建筑物的网络连接，还是学校本部和分部的联网，无线网络产品均有惊人的用武之地。此外，无线网络环境的引入，为崭新的无线多媒体提供了应用平台，从而将教育信息化建设带入一个崭新的天地。本毕业设计课题将主要以校园无线网的建设来展开论证，从中可能用到各种技术资料及实施方案为设计导向，为校园无线网的建设提供理论依据和实践指导。关键字：无线网络、校园网、网络协议、无线路由、无线 AP、WLAN 引言学生们一边坐在草地上，惬意的喝着饮料，一边通过无线网络与专家、老师进行网上讨论，访问图书馆电子资源；课堂上老师和学生可以通过 2

毕业设计论文·无线网络在校园网中的应用手持无线设备进行自由沟通；奥运会比赛的时候，全校所有师生可实时在学校内任何地方观看赛事直播……这样一个美好校园网的实现，当然离不开无线网络在校园网中的应用。无线局域网络不仅可以覆盖课堂、教室、宿舍、阅览室等经常使用网络的场所，除此之外，校园的草坪、树林更是无线网络发挥功效的场所。由于以往室外环境无法提供上网条件，因此许多教学活动受到限制，而无线校园网络的建设恰巧弥补了这些环节的不足，把课堂延伸到易于激发学习热情的广阔空间上。无线网络技术可以实现终端设备移动漫游的功能，因此，在整个校园内，同一个设备可以在任何时候、任何地方与校园网络连接，不间断地访问校园网络资源。无线网络的特征是以一个固定的信息点为基础，形成一个网络覆盖面，将校园网络的覆盖面渗透到校园的任何地方，因而使网络无所不在。对于终端用户而言，直接能够感受到的是无线网络带来的便捷性。一无线网络技术介绍 1 无线网络技术基本概念 WLAN 是 Wireless Local Area Network 的缩写，指应用无线通信技术将计算机设备互联起来，构成可以互相通信和实现资源共享的网络体系。无线局域网本质的特点是不再使用通信电缆将计算机与网络连接起来，而是通过无线的方式连接，从而使网络的构建和终端的移动更加灵活。 3

毕业设计论文·无线网络在校园网中的应用无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。从专业角度讲，无线局域网利用了无线多址信道的一种有效方法来支持计算机之间的通信，并为通信的移动化、个性化和多媒体应用提供了可能。通俗地说，无线局域网（Wireless local-area network，WLAN）就是在不采用传统缆线的同时，提供以太网或者令牌网络的功能。但是，仅仅从缆线这个角度来看待无线局域网是不够的——无线局域网已经重新定义了局域网。联接不仅仅是连接，“本地”的计量单位也从米延伸到了公里。基础设施不需要再埋在地下或隐藏在墙里，它已经能够随着公司的发展而移动或变化。 2 无线网络的协议标准目前常用的无线网络标准主要有美国IEEE（电机电子工程师协会， The Institute of Electrical and Electronics Engineers）所制定的 802.11标准（包括802.11a 、802.11b 及802.11g等标准），蓝牙（Bluetooth）标准以及HomeRF（家庭网络）标准等。 HomeRF HomeRF工作组是由美国家用射频委员会领导、于1997年成立的，其主要工作任务是为家庭用户建立具有互操作性的话音和数据通信网。它推出HomeRF的标准集成了语音和数据传送技术，工作频段为10GHz，数据传输速率达到100Mbit/s，在WLAN的安全性方面主要考虑访问控制和加密技术。 HomeRF是对现有无线通信标准的综合和改进：当进行数据通信时， 4

毕业设计论文·无线网络在校园网中的应用采用IEEE802.11规范中的TCP/IP传输协议；当进行语音通信时，则采用数字增强型无绳通信标准。但是，该标准与802.11b不兼容，并占据了与 802.11b和Bluetooth相同的2.4GHz频率段，所以在应用范围上会有很大的局限性，更多的是在家庭网络中使用。蓝牙 Bluetooth（蓝牙）是一种短距的无线通讯技术，电子装置彼此可以透过蓝牙而连接起来，传统的电线在这里就毫无用武之地了。透过芯片上的无线接收器，配有蓝牙技术的电子产品能够在十米的距离内彼此相通，传输速度可以达到 10M/s。以往红外线接口的传输技术需要电子装置在视线之内的距离，而现在有了蓝牙技术，这样的麻烦也可以免除了。不过 Bluetooth 产品致命的缺陷是任何蓝牙产品都离不开 Bluetooth 芯片、Bluetooth 模块较难生产，Bluetooth 难于全面测试。这三点是蓝牙产品发展的瓶颈。 802.11 协议族 IEEE 802.11a 802.11a 是 802.11 原始标准的一个修订标准，于 1999 年获得批准。 802.11a 标准采用了与原始标准相同的核心协议，工作频率为 5GHz，使用 52 个正交频分多路复用副载波，最大原始数据传输率为 54Mb/s，这达到了现实网络中等吞吐量(20Mb/s)的要求。如果需要的话，数据率可降为 48，36，24，18，12，9 或者 6Mb/s。802.11a 拥有 12 条不相互重叠的频道，8 条用于室内，4 条用于点对点传输。它不能与 802.11b 进行互操作，除非使用了对两种标准都采用的设备。 5

毕业设计论文·无线网络在校园网中的应用由于 2.4GHz 频带已经被到处使用，采用 5GHz 的频带让 802.11a 具有更少冲突的优点。然而，高载波频率也带来了负面效果。802.11a 几乎被限制在直线范围内使用，这导致必须使用更多的接入点；同样还意味着 802.11a 不能传播得像 802.11b 那么远，因为它更容易被吸收。 IEEE 802.11b IEEE 802.11b 是无线局域网的一个标准。其载波的频率为 2.4GHz，传送速度为 11Mbit/s。IEEE 802.11b 是所有无线局域网标准中最著名，也是普及最广的标准。它有时也被错误地标为 Wi-Fi。实际上 Wi-Fi 是无线局域网联盟（WLANA）的一个商标，该商标仅保障使用该商标的商品互相之间可以合作，与标准本身实际上没有关系。在 2.4-GHz-ISM 频段共有 14 个频宽为 22MHz 的频道可供使用。IEEE 802.11b 的后继标准是 IEEE 802.11g，其传送速度为 54Mbit/s。 IEEE 802.11g 为了解决 IEEE802．11a 与 802．11b 的产品因为频段与物理层调制方式不同而无法互通的问题，IEEE 又在 2001 年 11 月批准了新的 802．11g 标准。802．11g 既适应传统的 802．11b 标准，在 2．4GHz 频率下提供每秒 11Mbps 的传输速率；也符合 802．11a 标准，在 5GHz 频率下提供 54Mbps 的传输速率。802．11g 中规定的调制方式包括 802．11a 中采用的 OFDM 与 802．11b 中采用的 CCK。通过规定两种调制方式，既达到了用 2．4GHz 频段实现 802．11a54Mbps 的数据传送速度，也确保了与 802．11b 产品的兼容。 IEEE 802.11n 6

毕业设计论文·无线网络在校园网中的应用 802.11n 计划将 WLAN 的传输速率从 802.11a 和 802.11g 的 54Mbps 增加至 108Mbps 以上，最高速率可达 320Mbps，成为 802.11b、802.11a、 802.11g 之后的另一场重头戏。和以往地 802.11 标准不同，802.11n 协议为双频工作模式（包含 2.4GHz 和 5GHz 两个工作频段）。这样 11n 保障了与以往的 802.11a b, g 标准兼容。二无线网络的应用 1 无线网络的特点与优势 WLAN 技术使网上的计算机具有可移动性，能快速、方便地解决有线方式不易实现的网络信道的连通问题。WLAN 利用电磁波在空气中发送和接收数据，而无需线缆介质。与有线网络相比，WLAN 具有以下优点： 1）. 安装便捷：无线局域网的安装工作简单，它无需施工许可证，不需要布线或开挖沟槽。它的安装时间只是安装有线网络时间的零头。 2）. 覆盖范围广：在有线网络中，网络设备的安放位置受网络信息点位置的限制。而无线局域网的通信范围，不受环境条件的限制，网络的传输范围大大拓宽，最大传输范围可达到几十公里。 3）. 经济节约：由于有线网络缺少灵活性，这就要求网络规划者尽可能地考虑未来发展的需要，所以往往导致预设大量利用率较低的信息点。而一旦网络的发展超出了设计规划，又要花费较多费用进行网络改造。 7

毕业设计论文·无线网络在校园网中的应用 WLAN 不受布线接点位置的限制，具有传统局域网无法比拟的灵活性，可以避免或减少以上情况的发生。 4）. 易于扩展：WLAN 有多种配置方式，能够根据需要灵活选择。这样， WLAN 就能胜任从只有几个用户的小型网络到上千用户的大型网络，并且能够提供像“漫游”（Roaming）等有线网络无法提供的特性。 5）. 传输速率高：WLAN 的数据传输速率现在已经能够达到 11Mbit/s，传输距离可远至 20km 以上。应用到正交频分复用（OFDM）技术的 WLAN，甚至可以达到 54Mbit/s。此外，无线局域网的抗干扰性强、网络保密性好。对于有线局域网中的诸多安全问题，在无线局域网中基本上可以避免。而且相对于有线网络，无线局域网的组建、配置和维护较为容易，一般计算机工作人员都可以胜任网络的管理工作。 8

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